水利水电工程数字孪生研究与应用方案（23页 PPT）

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水利水电工程数字孪生研究与应用 = CONTENTS 0 3 数 孪 实 践 04 心得体会 GISTC 01 公司简介 02 数字孪生 目 录 公司简介 GISTC 成立于 1950 年，注册资本金 42 亿 中国电建集团十大特级子企业之一 全国勘察设计综合实力百强单位 中国承包商和工程设计企业 TOP60 强 2 名 1 名 院士 国家卓越工程师 6 2 0 0 余名 高端人才团队 名 18 名 国家勘察大师 省级勘察大师 O 2 0 0 4 年 。 成都勘测设计研究院 有限公司 1990 2000 。 1997 年 我们是共和国水电基建发展引领者、中国清洁能源与环境治理的工程专家 ! 1988 年 能源部水利部成都勘测设计研究院 电力部水利部成都勘测设计研究院 1970 1980 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 CHENGDUENGINEERING CORPORATION LIMITED 。 2014 年 中国电建集团成都 勘测研究院有限公司 。 1950 年 中央燃料工业部西南 水电开发处 1950 1960 2010 2020 国家电力公司成都勘测设计院 。 1 9 5 5 年电力工业部成都勘测设计研究院 水 利电力部成都勘测设计研究院 综合能力 5 国家级研发机构 12 省级研发中心 GISTC 成都勘测设计研究院有限公司 CHENGDU ENGINEERiNc coRPoRATIo P4 中国水甲解间 fYGpOCiun 最高等级 全国六家“四综一 甲”之一 全国拥有工程设计、工程勘察、工程咨询三项 综合甲级资质的单位一共 18 家； 全国“四综甲” 的单位共 6 家 电力工程 市政公用工程 水利水电工程 施工总承包壹级资质 对于公司拓展水资源与环境、城市化业务注入新动力 软件成熟度 信息安全领域 基础通讯领域 CMM15 、 国家水电新能源工控安全实验室 对于公司开展智能化建设业务提供专业基础 建筑业企业资质 ( 水利水电工程、电力工程、市政公用工程 ) 施工总承包壹 级 城乡规划编制甲 级 GISTC 核心业务：水、能、城、数 程 勘 察 资 质 证 书 :6n 中 事 人 脑 和 润 意 和 多 建 让 林 安全生产许可证 8:(1urane(m cou 在 意 谢 加 1 年 就 月 1 日 出 年 0 明 a 故见形。 测 绘 资 质 证 书 单 位 名 法定代表人 注蟾地址： A* 平官点步 证 编 * 有 政 梨 至 wa 聚 工 程 监 理 资 质 证 书 , 中华人眦汽和国 1 最和乡建读 资 质 等 级 证 书 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司 经审查，你单位具备水利工程建设监理单位 工程设计综合甲级 工程咨询甲级综合资信 拥有逾四十项企业资质证书 工程勘察综合类甲级 工程监理综合资质 生产建设项目水土保持方案编制单位水平评价证 书 ( 正本 单 位 名 称 ： 国 计证究兵盖鹏空司 法 定 代 去 人 ： 单位等厦： ***** 量 ) 证书编号：方富 ( 亨 00 粤 发设礼鸭：中 发 a 所 4 ,a 公司资质 生产建设项目水土保持监测单位水平评价证书 ( 正本 ) 单 放 名 称： 中 电 建 热 出 家 E 用设计课突航有津讼司 法定代表人：黄闲 阜 位 等 级 ： * * * * * 5 星 ) 证 书 场 号 ： 9 底 用 c 四平第 2005 号 有 效 期 ： 自 拍 1 年 1 期 日 主 1 年 1 月 = 日 发证租构 证时间： z₈ 建筑业企业资版证书 燃 能源领域 建筑业企 4 版证书 直老 + 需 此 沿明规胜在器 * 号 n5118N -am4a1 a 十年点民角网佳 8 和城形贴妆 时 工 程 设 计 资 质 证 书 生 书 -- 姓 游 世 2 * * * * * * 要 原 9 n aau :s01 明 有 期 ： 2 0 2 年 0 息 at■ 水利工程施工监理甲缴 水 土 保 持 工 程 施 工 盖 盘 甲 级 永 利 工 程 建 设 环 境 保 护 监 涯 地质灾害防治单位资质证书 ( 正 本 ) 支 古 ng 经 济 世 i 证 8 编写：水进监资字 第 : 黄 质 类 爆 ： t 性 结 监质性姓 P5 资 质 。 第梁科 数字孪生 GISTC 智慧水利 李国英部长将推进智慧水利建设作为推 动新阶段水利高质量发展的六条实施路 径之一，并将智慧水利作为新阶段水利 高质量发展的显著标志。 数字孪生水利 水利部提出建设数字孪生流域、数字孪生 水网、数字孪生水利工程及数字孪生灌区， 实 现 “四预”目 标 。 主线：数字化、网络化、智能化 P7 目标：数字化场景 智慧化模拟 精准化决 领先应用期 大规模拓展应用期 202 1 数字孪生技术纳入“十四五”规划，工 信部对其发展及应用进行部署 国家“十四五”规划纲要明确提出“构建智慧水利体系，以流域为单元提升水情测报和智能调度能力” 数字孪生发展及趋势 概念发展期 2012 NASA 提出数字孪生技 术 路线图 GISTC 技术准备期 1980 二维绘图工具 AutoCAD 问世 2017 企业级应用、基于数字孪生 技术的物联网解决方案 2011 美空间提出数字孪生技术， 比国内应用于战斗机维护 2023-2030 智慧城市、数字政府、全 球化领域拓展 1969 NASA 推出第 一 代 CAE 软件 2003 数字孪生概念提出 算法核心 机器学习算法 深度学习算法 强化学习算法 算法精确性、鲁棒性 工程业务融合分析算法 设计方案比差性算法 …… 共 时 包 拍 线 盟 出 数字孪生 三要素 牲路汇 0L 系院 短点 安 系 流 安全管理数据 水而情数据 弹合站数狐 砂石加工数据 《内 ) 数部交换平台 安全管理憋据 栋一门户集成教据 水雨青数据 安全监测数蛋 质量鼓据 用户极限数据 设 计 跟 建度热系 明 构 设计进度数据 计进度数据 计 监目 ( 外 ) 数驱交换平台 三 安全数据 视獭数据 模里数据 环水保鼎 节 s 还银模型 场 票 模 型 建 民 物 模 型 建 润物模型 安全营理数据 可锁出摆 预警数据 速筑物模型 业 务 系 统 主 系 统 首调工程数字化指挥平台 驾 算法、算力、算据三个要素在数字孪生中缺一不可的，如果没有合适的算法，则理论上就不能解决问题； 而如果没有大量的算据，则无法训练整个神经网络；如果没有高性能的算力，则这个训练过程将会极度 缓慢或无法进行。 P8 算力支撑 CPU GPU TPU 分布式计算 云服务计算 数据算法运行资源 模型算法开发资源 数据分析引擎 分布式算据调整 算据异构数据存储 算力资源调度平台 数据采集 数据管理 数据共享 智能建模 数据可视化 算据基础 工程基础数据 物联网监测数据 业务管理数据 跨行业共享数据 企业级数据 数字孪生三要素 GISTC 算 据 金面面眼 质量检评规果数据 工地安全贴据 水惰湘报系蜕 课 重 安 eeC 数字孪生四预目标 GISTC 数字孪生四预目标：提供高效智能模拟分析服务、智能感知服务、智能辅助决策服务 “ 预演”是关键，对历史进 行复演，对设计、规划或未 来预报进行模拟仿真，科学 制定和优化调度方案。 “ 预警”是前哨，对各类危 害及次生灾害的预警信息指 导水利工作一线，为启动预 演提供指引。 “ 预案”是目标，确定工程调度 运 用、非工程措施和组织实施方式， 确保预案的可操作性。 “ 预报”是基础，对各 类水安全要素进行预测 预报，为预警工作赢得 先机。 预 演 P9 数孪实践 GISTC P10 建设单位 设计单位 施工单位 ③ 三瓜沟水电站窃期工超现场数字化拍挥年台 可 视 应 用 进度 | 质量 | 安全指标体系 断 融合分析模型 业务系统 数字享生 设计 | 进度 | 质量 | 安全 | 环水保 数据 基 础 工程 建设管控目标 模型属性 几何尺寸 | 模型编码 | 其他信 息 BIM 模型虚拟载体 数字孪生孟底沟 GISTC 进度数据 | 环水保数 据 业务系统数据底座 √ 孟底沟水电站工程数字孪生管控模型 业务数据 - 工程建 设 相辅相成 PBS 编码 - 模型编 码 双向互通 文函数据 | 设计数据 | 质量数 据 监理单位□ 第三方单位 P11 √ 孟底沟水电站前期工程管控目标 云边协同 5G 数据 孪生数据 过程模型 施工工艺效率 施工进度计划 数据采集 数据传输预处理技术 交互技术 自迭代 生产过程 动态建模 生产系统 仿真建模 多维耦合 关系分析 数据层次 分级解析 仿真过程 模型一致 分布式 计算技术 施工进度面貌 施工质量验评 数字孪生孟底沟 3# 路 1# 路 102# 路 下游 H 报 GISTC 安全管控 目标 AI 视频监控 材料试验检测 质量标准体系 危大工程管控 安全体系管理 环水保体系 环水保监测 寺 1# 导流洞 一 生产要素 实体建模 足闸空 开关 排 风 制 1# 路 二道坝 11# 路 左岸排水洞 厂区排水洞 主变 进厂交通洞 尾水隧洞 环水保管控 目标 3 0 2 # 路 左岸灌浆洞 引水隧洞 进风洞 要素模型 信息管理 进度管控 目标 2# 导流洞 权纽区边坡 右岸藩浆涧 质量管控 目标 进水口 5# 公路 前置挡墙 P12 抗力体排水洞 大坝 左岸公路 水 垫 期 上游围 2# 路 业 √ 孟底沟水电站孪生体建设 01. 设计孪生体构建 —— · 三维正向设计模型为核心 · 卫星正射影像成果为基础 ·UE 虚拟引擎为载体 02. 孪生体算据融合 · 工程基础数据 · 物联网监测数据 · 业务管理数据 P13 数字孪生孟底沟 GISTC UNREAL ENGINE 数字孪生孟底沟 √ 孟底沟水电站导流洞孪生进度管理 孟底沟水电站朗期工程数字挛生平台 特 AH 上游标总计划 下游标动计划 GISTC 01. 构建数字化场景 · 施工进度管理系统 · 工艺进度仿真算法模型搭建 · 工艺效率指标体系模型搭建 · 进度面貌分层预警指标体系模型 ① 业务系统 数字李生 P14 试磁间 试验中心虚拟模型 K 房网分市 博 验 任 身 血 6 e 5 率 8 3 . 3 3 % 房网分市 任例名昨 务源水号 所属试验间 力 *1309 三网库 全调 接愿肌验间 爷护间 中心磁实 · 试验场地模型 · 试验设备模型 试验检 测过程孪生 · 试验数据自动采集、汇总、计算 · 试验报告自动生成 · 试验数据专家知识库 男 / 馆 转 场 槐场试轴塘 数字孪生孟底沟 √ 孟底沟水电站导流洞孪生质量管理 GISTC P15 采用无人机巡航实现危岩体在线巡检，并结合数字孪生技术，实现导流洞工程危岩体可视化分级管理。 3 Y3604659,18 I2181 2406 米 数字孪生孟底沟 √ 孟底沟水电站导流洞孪生安全管理 GISTC P16 数字孪生小浪底 数字场景 业务数据共享 分析成果推送 空间数据共享 空间分析支撑 可视能力支持 专业应用系统 数字孪生平台 P17 GISTC 智 能演练 精准决策 数字孪生青衣江 > 水利专业模型 · 河湖管理风险预测模型 · 生态流量模型 · 河湖健康评价模型 > 知识平台建设 · 河湖长制管理知识库 · 生态流量管理知识库 > 四预与业务应用 · 河湖长制及河湖管理系统 · 农村水利水电应用系统 GISTC 水下小河子 平 口 理 后 满 41T 2 心 1000 四川省青衣江水利知识平台 三知妇总点 回红管理 图措探索 知 R 维护 知 E 分听 知 RL1 : 智应用 专业服务 四预应用 ( 预演可视 化 ) 山水库 起 沟 5a⁴%“03123287t 材沟间 n 故应 洪水演进模型分析 代小 五头 大波河入 水车 知识图谱 P18 降 预案忧选 享子口水和建设台智建油华： ×+ 白 htps//chidirac tzkmsign net//cesiumpermCodeuproject appearance 亭子口水利建侵项自智能建造平台 工程期力 ◎F 0 大 和 u GISTC * 十 a 数字孪生亭子口 1 平 台 + N 数字化场景应用模式 专业协作 深度融合 数字赋能 工业技术 工程管理技术 o OA 运 辅助决策 需求 2a** 5 21 cag 协同办公 需求 工程降本 增效需求 精细化 管理需求 信息技 术 工程实法 贵全管址 通部段 ax eu P19 工程基础数 V: 孪生城市 眉山天府新区南天府公园建管平台 ABT1 助 1 ■A431 自户 2 P2 0 成都院办公区智能综管平台 空港新城规建管一体化系统 成都院数字孪生辐射项目 GISTC 哈密综合能源孪生信息系统 罗三维可视 成勘院 - 智慧办 公 15.2 ℃(A431) 655% 263 Ix 大湾区惠州新城智慧管控平台 四川省河长制信息化系统 腊巴山风电数字孪生平台 流域孪生会商系统 0 开 关 ( 上 / 下 ， 卵 物职码位驾块计 孪生能源 孪生水务 A 431 eA 座 心得体会 GISTC 孪生建设体会 GISTC 数字孪生项目的成败，取决于业务理解、技术的融合以及负责到底的态度。 数字孪生平台建设的重点，是空间对象、模型算法与业务应用的有机结合。 可视化的关键是如何让应用落到实处，而不是空谈可视化。 GIS 赋予孪生平台空间能力，含空间数据管理、呈现、分析能力。 水利水电行业，信息化已作为单独章节进入设计编规，市场空间巨大。 工作协调方面，相关单位需要按照职责分工进行共建，按照业务履职需要开展共享。 P22 GISTC Thank You All 空回智能新质引擎 2024 空间智能软件技术大会 2024 GEOSPATIAL INTELLIGENCE SOFTWARE TECHNOLOGY CONFERENCE